DE1110272B

DE1110272B - Electric switch

Info

Publication number: DE1110272B
Application number: DES65218A
Authority: DE
Inventors: Dr Techn Ernst Slamecka
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-09-30
Filing date: 1959-09-30
Publication date: 1961-07-06

Description

Elektrischer Schalter Bei elektrischen Schaltern, insbesondere flüssig keitsarmen Leistungsschaltern, wird das feststehende Schaltstück vielfach als Lamellenschaltstück ausgebildet. Ein solches Schaltstück besteht aus einer Mehrzahl von Kontaktlamellen, die im allgemeinen von Federn nach innen gedrückt werden. Das meist stiftförmige bewegliche Schaltstück greift in der Einschaltstellung in das Lamellenschaltstück ein. Da sein Durchmesser größer ist als der freie Raum zwischen den Kontaktlamellen, werden die Lamellen beim Einschalten durch das bewegliche Schaltstück entgegen der Wirkung der Federn auseinandergedrückt. Auf diese Weise wird ein hinreichender Kontaktdruck erzielt.Electrical switch For electrical switches, especially liquid low-speed circuit breakers, the fixed contact is often used as a lamellar contact educated. Such a contact consists of a plurality of contact lamellas, which are generally pressed inwards by springs. The mostly pen-shaped Movable contact piece engages in the switch-on position in the lamellar contact piece a. Since its diameter is larger than the free space between the contact blades, the slats are turned against the Effect of the springs pushed apart. In this way there will be sufficient contact pressure achieved.

Gemäß der Erfindung taucht das bewegliche Schaltstück so tief zwischen die Lamellen ein, daß es beim Ausschalten vor der galvanischen Trennung vom feststehenden Schaltstück etwa auf die Nennausschaltgeschwindigkest beschleunigt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Kontakttrennung mit großer Geschwindigkeit erfolgt, ohne daß ein besonderer Aufwand für den Antrieb erforderlich ist. Dadurch wird die Schlagweite zwischen den sich trennenden Schaltstücken und damit auch die elektrische Festigkeit der Trennstrecke sehr schnell vergrößert. Nach der Erfindung ausgebildete Schalter sind deshalb insbesondere zum Schalten kleiner kapazitiver Ströme geeignet, da Rückzündungen durch die schnelle Vergrößerung der elektrischen Festigkeit weitgehend vermieden sind.According to the invention, the movable contact piece dips so deep between the lamellas so that it is galvanically separated from the stationary when switching off Contact piece is accelerated approximately to the nominal switch-off speed. this has the advantage that the contact separation takes place at high speed without a special effort is required for the drive. This increases the striking distance between the separating contact pieces and thus also the electrical strength the isolating distance increases very quickly. Switches designed according to the invention are therefore particularly suitable for switching small capacitive currents, as backfires largely avoided due to the rapid increase in electrical strength are.

Eine schnelle Steigerung der elektrischen Festigkeit der Trennstrecke kann .noch dadurch unterstützt werden, daß das dem feststehenden Schaltstück zugekehrte Ende des beweglichen Schaltstückes als flache Kuppe ausgebildet ist. Im Gegensatz zu den bisher üblichen. Schaltstücken, insbesondere Schaltstiften, die an ihrem dem feststehenden Schaltstück zugekehrten Ende zugespitzt sind, wächst bei Schaltstiften mit einer flachen Kuppe die Schlagweite, d. h. die kürzeste Entfernung der Schaltstücke voneinander, mit einer nur geringfügigen zeitlichen Verschiebung direkt proportional dem Schaltstückhub. Bei Schaltern mit einem runden Schaltstift wird man das dem feststehenden Schaltstück zugekehrte Ende als Kugelkalotte ausbilden, deren Kugeldurchmesser mindestens gleich dem Durchmesser des Schaltstiftes ist.A quick increase in the electrical strength of the isolating distance can still be supported by the fact that the one facing the stationary contact piece The end of the movable contact piece is designed as a flat dome. In contrast to the usual ones. Switching pieces, in particular switching pins, which are attached to their the end facing the stationary contact piece is pointed, grows in the case of switch pins with a flat dome the striking distance, d. H. the shortest distance between the contact pieces from each other, with only a slight temporal shift in direct proportion the contact stroke. For switches with a round switch pin, this will be the case Form the fixed contact end facing as a spherical cap, the ball diameter of which is at least equal to the diameter of the switch pin.

Man kann auch durch eine geeignete Gestaltung der Lamellen dazu beitragen, daß die elektrische Festigkeit der Trennstrecke möglichst schnell ansteigt. Vor allem wird man dafür sorgen, daß die Stelle, mit der die Lamellen das bewegliche Schaltstück bei der Ausschaltbewegung vor der galvanischen Trennung zuletzt berühren, möglichst nahe an der dem beweglichen Schaltstück zugekehrten äußersten Umfangslinie des feststehenden Schaltstückes liegt.A suitable design of the slats can also help to that the electrical strength of the isolating distance increases as quickly as possible. before Everything will be ensured that the point with which the slats are movable Touch the contact piece last during the switch-off movement before galvanic separation, as close as possible to the outermost circumferential line facing the movable contact piece of the stationary contact piece is.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Fig.1, 3 und 5 drei im wesentlichen gleich ausgebildete Lamellenschaltstücke dargestellt, die jeweils mit einem beweglichen Schaltstift zusammenwirken. Neben den Schaltstücken sind in zugehörigen Weg-Zeit-Schaubildern (Fig. 2, 4 und 6) der Hub des Schaltstückes sowie die Schlagweite aufgetragen. Für übereinstimmende Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet.To explain the invention, three essentially identically designed lamellar contact pieces are shown in FIGS. 1, 3 and 5, each of which interacts with a movable switching pin. In addition to the contact pieces, the stroke of the contact piece and the stroke distance are plotted in the associated travel-time diagrams (Fig. 2, 4 and 6). The same reference numerals are used for corresponding parts.

Mit 1 ist das stiftförmige bewegliche Schaltstück beispielsweise eines flüssigkeitsarmen Leistungsschalters bezeichnet. Mit gestrichelten Linien ist die Einschaltstellung des Schaltstiftes gezeichnet. In vollen Linien ist die Lage des Schaltstiftes angegeben, die er bei der letzten Berührung unmittelbar vor der galvanischen Trennung von dem feststehenden Schaltstück 2 einnimmt.With 1, the pin-shaped movable contact piece is, for example, one low-liquid circuit breaker called. With dashed lines is the Switch-on position of the switch pin drawn. The position of the The switching pin indicated that it was last touched immediately before the galvanic Separation from the fixed contact piece 2 assumes.

Das feststehende Schaltstück 2 ist ein Lamellenschaltstück. Mehrere Kontaktlamellen 3, von denen nur eine dargestellt ist, sind am Umfang eines Kreises angeordnet. Sie werden durch Feder n4 gegeneinandergedrückt, so daß der Innendurchmesser D, kleiner ist als der Durchmesser D" des Schaltstiftes. Beim Einschalten werden die Lamellen vom Schaltstift 1 entgegen der Wirkung der Federn 4 in die gestrichelt gezeichnete Lage auseinandergedrückt. Dadurch ergibt sich der gewünschte Kontaktdruck. Zur Abstützung der Feder n4 und Halterung der Lamellen 3 dient die Kappe 5, in der eine Bohrung 6 für den Durchtritt des Schaltstiftes vorgesehen ist. Der der Bohrung benachbarte Ringtei17 der Kappe besteht zweckmäßig aus einem lichtbogenfesten. Material.The fixed contact piece 2 is a lamellar contact piece. Several Contact blades 3, only one of which is shown, are on the circumference of a circle arranged. They are pressed against each other by spring n4, so that the inner diameter D, is smaller than the diameter D "of the switch pin. When switched on, be the slats of the switching pin 1 against the action of the springs 4 in the dashed line Drawn position pushed apart. This results in the desired contact pressure. To support the spring n4 and hold the slats 3, the cap 5 is used in the a hole 6 is provided for the passage of the switching pin. Of the the Bore adjacent ring part17 of the cap expediently consists of an arc-proof one. Material.

Der Weg zwischen der in vollen und der in gestrichelten Linien gezeichneten Stellung es Schaltstiftes ist als Eintauchtiefe E bezeichnet.-- -Sie ist ' bei den Schaltstücken der üblichen Schalter, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, kleiner als der Schaltstiftdurchmesser Du. Bei den -in- den Fig.:,3 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der .,Erfindung ist die EintauchtiefeE dagegen wesentlich größer. Sie ist so bemessen, daß der Schaltstift l beim Durchlaufen der Eintauchtiefe, also noch vor der galvanischen Trennung vom Lamellenschaltstück 2, etwa auf die Nennausschaltgeschwindigkeit beschleunigt wird. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig.3 und 5 beträgt die Eintauchtiefe E etwa das Doppelte des Schaltstiftdurchrnessers D," damit der Schaltstift l vor der galvanischen Trennung etwa auf die Nennausschaltgeschwindigkeit von beispielsweise 10 m/s beschleunigt wird.The path between the position of the switch pin drawn in full and the position shown in dashed lines is designated as the immersion depth E. It is smaller than the switch pin diameter Du in the contact pieces of the usual switches, as shown in Fig. 1 . In the embodiments of the invention shown in FIGS. 3 and 5, the immersion depth E is, however, much greater. It is dimensioned in such a way that the switch pin 1 is accelerated to approximately the nominal switch-off speed when it passes through the immersion depth, i.e. before the galvanic separation from the lamellar contact piece 2. In the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 5, the immersion depth E is about twice the switching pin diameter D, "so that the switching pin 1 is accelerated to approximately the nominal switch-off speed of, for example, 10 m / s before galvanic separation.

Der mit der Erfindung erreichte Vorteil läßt sich leicht aus den zu den Fig.1, 3 und 5 gehörenden Weg-Zeit-Schaubildern (Fig.2, 4 und 6) erkennen. Darin ist auf der Ordinate der Hub H des Schaltstiftes 1 (Kurve 11) und die Schlagweite s (Kurve 1.2) in gleichem, linearem Maßstab über der Abszisse als Zeitachse aufgetragen.The advantage achieved by the invention can be easily derived from the the Fig. 1, 3 and 5 associated path-time diagrams (Fig. 2, 4 and 6) recognize. In this is on the ordinate the stroke H of the switching pin 1 (curve 11) and the stroke width s (curve 1.2) is plotted on the same linear scale over the abscissa as the time axis.

Bei dem Schaltstück nach Fig.1 erfolgt die galvanische Trennung (Punkt 13 der Kurve 11) noch bevor der Schaltstift l seine Nennausschaltgeschwin.-digkeit erreicht hat. Die Geschwindigkeit beträgt, wie die Tangente T zeigt, erst etwas mehr als die Hälfte der Nennausschaltgeschwindigkeit. Infolgedessen wächst die Schlagweite s auch nur entsprechend langsam, zumal wegen des Ringteiles 7 der Kappe 5 die Schlagweites zunächst weit weniger zunimmt als der Hub H. Zum Beispiel wird, um eine Schlagweite von 5 mm zu erreichen, eine Zeit von etwa 1,7 m/s benötigt. Bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltern nach den Fig.3 und 5 besitzt dagegen der Schaltstift im Augenblick der galvanischen Trennung bereits seine Nennausschaltgeschwindigkeit. Die für eine Schlagweite von 5 mm notwendige Zeit beträgt, wie Fig. 4 zeigt, nur noch 1,1 m/s.In the case of the contact piece according to Fig. 1, there is galvanic separation (point 13 of curve 11) even before the switching pin 1 reaches its nominal switch-off speed has reached. As the tangent T shows, the speed is only slightly more than half of the rated cut-out speed. As a result, the range grows s only correspondingly slowly, especially because of the ring part 7 of the cap 5, the impact distance initially increases far less than the stroke H. For example, it is about a stroke distance of 5 mm requires a time of around 1.7 m / s. With the invention trained switches according to Figures 3 and 5, however, has the switching pin in the At the moment of galvanic isolation, its rated switch-off speed. As shown in FIG. 4, the time required for a striking distance of 5 mm is only still 1.1 m / s.

In Weiterbildung der Erfindung kann man den Schaltstift 1 mit einer flachen Kuppe 8 versehen, wie Fig.5 zeigt. Die Kuppe ist eine Halbkugel, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser D" des Schaltstiftes ist. DadÜxf gelingt es, die vor allem durch die Kappe 5 hervorgerufene zeitliche Verschiebung zwischen dem Hub und der Schlagweite zu verkleinern. Für eine Schlagweite von 5 mm werden nur noch 0,9m/s benötigt. Eine weitereVerringerung dieser Zeit könnte auch noch durch eine Verkleinerung des Abstandes A zwischen der Berührungsstelle 9 unmittelbar vor der galvanischen Trennung und der äußersten Umfangslinie 10 der Kappe 5 erreicht werden.In a further development of the invention, you can switch pin 1 with a flat tip 8, as Fig.5 shows. The dome is a hemisphere, the diameter of which is equal to the diameter D "of the switching pin. DadÜxf succeeds in doing that above all caused by the cap 5 time shift between the stroke and the To reduce the striking distance. For a striking distance of 5 mm, only 0.9 m / s needed. A further reduction in this time could also be achieved by a reduction in size of the distance A between the contact point 9 immediately before the galvanic Separation and the outermost circumference 10 of the cap 5 can be achieved.

Die Erfindung ist für alle Schalter geeignet, bei denen ein Schaltstück in ein Lamellenschaltstück eingreift. Besonders wertvoll ist sie jedoch für Schalter mit einem flüssigen Löschmittel -großer elektrischer Festigkeit, wie ölschalter, die zum Schalten kleiner kapazitiver Ströme verwendet werden. Bei solchen Schaltern,. bei denen z. B. vorteilhaft mit einer Pumpe frisches Löschmittel gegen das feststehende Schaltstück gespült wird werden durch dieErfindungRückzündungen vermiede.The invention is suitable for all switches in which a contact piece engages in a lamellar contact piece. However, it is particularly valuable for switches with a liquid extinguishing agent - high electrical strength, such as an oil switch, which are used to switch small capacitive currents. With such switches. where z. B. advantageous with a pump fresh extinguishing agent against the fixed Contact piece is flushed are avoided by the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrical switch, especially low-liquid Circuit breaker with a movable contact piece that is in the closed position grips between the lamellae of a stationary contact piece, characterized in that that the moving contact piece dips so deep between the slats that it is when Switch off before galvanic separation from the stationary contact piece the rated cut-out speed is accelerated.

2. Electrical switch after Claim 1, characterized in that the one facing the stationary contact piece The end of the movable contact piece is designed as a flat dome.

3. Electric Switch according to Claim 2 with a round switch pin, characterized in that the end forms a spherical cap, the diameter of which is at least equal to that Is the diameter of the switch pin.

4. Electrical switch according to claim 1, characterized characterized in that the point with which the lamellae the movable contact piece Touch last during the switch-off movement before galvanic separation, if possible close to the outermost circumferential line of the stationary one facing the movable contact piece Switching piece runs.